Framework中的Ril源码分析（原）
为了区别RIL层中的RIL.cpp，我们约定framework中的RIL.java文件描述为RILJ，而hardware中的RIL.cpp描述为RILC。
一、概述
RILJ有两个主要特点：
1、开启了两个独立线程分别负责发送数据和接收数据
2、数据的发送和接收是异步的
第一个特点很容易理解，而对于第二个特点有衍生出来了另一个问题：既然是异步的消息机制，也就是说发送者在发送完数据后就可以返回，那么当得到回应后，就要有一种方法去找到当初的请求者，并把结果返回给他。那么这个方法是什么呢？
这个方法就是令牌系统，我们将在第二节介绍。
有了以上简要的认识，我们从RILJ的入口开始展开我们的分析，也就是RILJ的构造函数：
@RIL.java
public RIL(Context context, int preferredNetworkType, int cdmaSubscription) {
super(context);
//发送子线程
mSenderThread = new HandlerThread("RILSender");
mSenderThread.start();
Looper looper = mSenderThread.getLooper();
//mSender是发送子线程的Handler，通过他可以发送数据
mSender = new RILSender(looper);
//接收子线程
mReceiver = new RILReceiver();
mReceiverThread = new Thread(mReceiver, "RILReceiver");
mReceiverThread.start();
}
可以看到，在构造函数中开启了两个独立的子线程：
mSenderThread用于给RILC发送数据，而mReceiverThread用于接收RILC上报的数据。
下面我们分析两个子线程的处理流程。而在介绍他们之前，我们先来介绍以下在RIL层中传递的消息的格式：RILRequest。
二、RILRequest
首先来看他的属性：class RILRequest {}，说明这是一个独立的类，没有继承任何的父类或接口。他也在RIL.java中，同时也是RIL.java中除了RIL外唯一的类。
我们再来看一下RILRequest的构成：
class RILRequest {
//令牌
int mSerial;
int mRequest;
Message mResult;
Parcel mp;
RILRequest mNext;
//生成一个RILRequest的消息对象
static RILRequest obtain(int request, Message result) {
}
//释放资源
void release() {
}
//构造函数，内容为空
private RILRequest() {
}
//重置令牌
static void resetSerial() {
sNextSerial.set(sRandom.nextInt());
}
//用于调试
String serialString() {
}
//异常处理
void onError(int error, Object ret) {
}
}
这个类并不复杂，主要的包括一些成员变量和两个重要的成员函数：用于生成消息对象的obtain方法和用于释放对象的release方法。我们先来介绍他的成员变量：
mSerial:这个变量就是一个令牌，每生成（obtain）一个新的请求，都将产生一个递增的、唯一的mSerial，当从RILC得到一个数据后，我们将通过mSerial找到当初发送这个请求的对象。这也就是异步通信最关键的联系点。我们在RIL层谈到的令牌（token）就是这个东西。
mRequest：请求码，需要和RIL层中的ril_commands.h文件内定义的请求码一致。
mResult：生成当前请求的请求者。从RILC中得到数据后，需要把数据处理后返回给mResult指向的对象。
mp：附加数据。
mNext：链表结构，代表下一个RILRequest。
然后我们介绍RILRequest中主要的方法，先来看看obtain：
static RILRequest obtain(int request, Message result) {
RILRequest rr = null;
synchronized(sPoolSync) {
//释放的RILRequest可以循环利用
if (sPool != null) {
rr = sPool;
sPool = rr.mNext;
rr.mNext = null;
sPoolSize--;
}
}
if (rr == null) {
rr = new RILRequest();
}
rr.mSerial = sNextSerial.getAndIncrement();
rr.mRequest = request;
rr.mResult = result;
rr.mp = Parcel.obtain();
rr.mp.writeInt(request);
rr.mp.writeInt(rr.mSerial);
return rr;
}
在obtain过程中，涉及到了sPool的用法，这个对象代表了一个RILRequest对象的链表，作用就是对RILRequest的循环利用，具体原理就是：当一个RILRequest被销毁（release）的时候，可以把当前的RILRequest保存在sPool中，等下次需要申请RILRequest时就去sPool中取出用即可，而无需重复的申请（new）RILRequest。同时sPool的最大个数为4（MAX_POOL_SIZE）。
然后在obtain中对RILRequest对象的mSerial进行初始化，前面说过，这个值是当前请求的令牌，是唯一的。他是通过getAndIncrement的方式生成的。这里补充以下AtomicInteger的知识：AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer的类。在Java语言中，++i和i++操作并不是线程安全的，在使用的时候，不可避免的会用到synchronized关键字。而AtomicInteger则通过一种线程安全的加减操作接口。可以简单的理解为，getAndIncrement的方法可以得到一个绝对递增的整数。
接下来就是mResult的初始化，他的初始化过程很简单，就是简单的赋值。
然后是mp，他的初始化过程中把上面的request和mSerial都写了进去。
这就是生成RILRequest的过程。
接下来看看release方法：
void release() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
this.mNext = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
mResult = null;
}
}
}
这个方法中就是把即将要释放的RILRequest存入sPool中循环利用。
其他的方法比较简单，只做简要介绍：
resetSerial：重置mSerial
serialString：生成包含mSerial的字串，主要用于打印Log
onError：异常处理
至此，RILRequest的结构介绍完了，我们下面去分析发送和接收子线程的流程。
三、发送子线程
发送子线程需要关注两点：1、如何把数据发送到mSenderThread中；2、mSenderThread是如何把请求发送给RILC的。
3.1、如何把数据发送到mSenderThread
假设我们此时需要通过RIL发送短消息，那么我们就可以通过mSender对象把数据发送到mSenderThread线程中：
public void sendSMS (String smscPDU, String pdu, Message result) {
//构建一个请求
RILRequest rr = RILRequest.obtain(RIL_REQUEST_SEND_SMS, result);
rr.mp.writeInt(2);
rr.mp.writeString(smscPDU);
rr.mp.writeString(pdu);
//发送
send(rr);
}
继续看send的过程：
private void send(RILRequest rr) {
Message msg;
//如果Socket通道还没有打开
if (mSocket == null) {
rr.onError(RADIO_NOT_AVAILABLE, null);
rr.release();
return;
}
//生成mSender的消息
msg = mSender.obtainMessage(EVENT_SEND, rr);
acquireWakeLock();
//发送给子线程
msg.sendToTarget();
}
上面的步骤证实了我们确实是通过mSender对象生成（obtainMessage）了一个EVENT_SEND的消息，同时把请求包装为RILRequest对象，连同EVENT_SEND消息一同发送（sendToTarget）给了子线程。
3.2、mSenderThread子线程把请求发送给RILC
public void handleMessage(Message msg) {
RILRequest rr = (RILRequest)(msg.obj);
RILRequest req = null;
switch (msg.what) {
case EVENT_SEND:
try {
LocalSocket s;
//得到Socket通道
s = mSocket;
synchronized (mRequestList) {
mRequestList.append(rr.mSerial, rr);
}
byte[] data;
data = rr.mp.marshall();
rr.mp.recycle();
rr.mp = null;
dataLength[0] = dataLength[1] = 0;
dataLength[2] = (byte)((data.length >> 8) & 0xff);
dataLength[3] = (byte)((data.length) & 0xff);
//通过Socket通道发送数据
s.getOutputStream().write(dataLength);
s.getOutputStream().write(data);
} catch (IOException ex) {
} catch (RuntimeException exc) {
}
break;
case EVENT_WAKE_LOCK_TIMEOUT:
break;
}
}
发送的过程比较直观，就是通过Socket通道把数据长度（dataLength）和数据（data）发送出去。
四、接收子线程
接收子线程要完成的就是对接收数据的处理操作。我们还分为两步去分析：1、如何接收的消息；2、消息的处理流程。
4.1、接收数据的过程
public void run() {
for (;;) {
//开启Socket通道
s = new LocalSocket();
l = new LocalSocketAddress(SOCKET_NAME_RIL, LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
s.connect(l);
mSocket = s;
InputStream is = mSocket.getInputStream();
//接收数据过程
for (;;) {
Parcel p;
//从通道读取数据
length = readRilMessage(is, buffer);
if (length < 0) {
break;
}
p = Parcel.obtain();
p.unmarshall(buffer, 0, length);
p.setDataPosition(0);
//处理数据
processResponse(p);
p.recycle();
}
//关闭Socket，然后重新打开
mSocket.close();
mSocket = null;
//清除令牌
RILRequest.resetSerial();
//清除所有请求
clearRequestList(RADIO_NOT_AVAILABLE, false);
}
//通知ril连接状态改变
notifyRegistrantsRilConnectionChanged(-1);
}
从上面的过程中我们看到，我们是
在接收的子线程中打开了Socket的通道，并且在通道内通过for死循环不断检测（readRilMessage）数据，然后通过processResponse去处理。如果读取的过程出现异常，将会关闭Socket通道，并且清除令牌和请求列表，重新打开Socket。
我们现在看一下readRilMessage的过程，至于处理的流程放到下一节介绍。
private static int readRilMessage(InputStream is, byte[] buffer) throws IOException {
//先读取数据的长度
do {
//从InputStream中读取数据
countRead = is.read(buffer, offset, remaining);
if (countRead < 0 ) {
return -1;
}
offset += countRead;
remaining -= countRead;
} while (remaining > 0);
//计算数据长度
messageLength = ((buffer[0] & 0xff) << 24)
| ((buffer[1] & 0xff) << 16)
| ((buffer[2] & 0xff) << 8)
| (buffer[3] & 0xff);
remaining = messageLength;
//再读取有效数据
do {
countRead = is.read(buffer, offset, remaining);
if (countRead < 0 ) {
return -1;
}
offset += countRead;
remaining -= countRead;
} while (remaining > 0);
return messageLength;
}
可以看出，返回的数据分为两部分，数据长度+数据内容，我们通过对InputStream的连续读取得到了完整的数据，并把数据的长度返回出来，而数据的内容通过buffer带出来。
下面介绍数据的处理流程（processResponse）。
4.2、数据的处理流程
在《RIL层源码分析》文档中我们介绍过，RIL层收到的消息分为两部分:
一部分是Modem主动上报的消息，比如新短信的提醒、Modem状态的改变等，这类消息称为URC消息；
另一部分是由终端发送给Modem后，Modem给出的回应，属于非URC消息；
对于URC消息来说，只需要调用相应的通知机制即可；而对于非URC消息，我们还需要把相应的数据返回给当初发送请求的单位。
既然RIL层对消息的处理方式不同，那么对应的在RILJ中也要分开处理： private void processResponse (Parcel p) {
int type;
//得到数据的类型，是URC消息还是非URC消息
type = p.readInt();
if (type == RESPONSE_UNSOLICITED) {
//URC消息的处理
processUnsolicited (p);
} else if (type == RESPONSE_SOLICITED) {
//非URC消息的处理
RILRequest rr = processSolicited (p);
if (rr != null) {
rr.release();
decrementWakeLock();
}
}
}
上面看到，URC消息是通过processUnsolicited处理的，而非URC消息是由processSolicited处理的，我们分别介绍两种处理流程。
4.2.1、URC消息处理流程
private void processUnsolicited (Parcel p) {
int response;
Object ret;
//读取当前消息的消息码
response = p.readInt();
//先处理
switch(response) {
case RIL_UNSOL_RESPONSE_RADIO_STATE_CHANGED: ret = responseVoid(p); break;
case RIL_UNSOL_RESPONSE_CALL_STATE_CHANGED: ret = responseVoid(p); break;
case RIL_UNSOL_RESPONSE_VOICE_NETWORK_STATE_CHANGED: ret = responseVoid(p); break;
case RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS: ret = responseString(p); break;
........
}
//再次处理
switch(response) {
case RIL_UNSOL_RESPONSE_RADIO_STATE_CHANGED:
//Radio状态改变
switchToRadioState(newState);
break;
case RIL_UNSOL_RESPONSE_CALL_STATE_CHANGED:
//通知call状态改变
mCallStateRegistrants.notifyRegistrants(new AsyncResult(null, null, null));
break;
case RIL_UNSOL_RESPONSE_VOICE_NETWORK_STATE_CHANGED:
//通知网络状态改变
mVoiceNetworkStateRegistrants.notifyRegistrants(new AsyncResult(null, null, null));
break;
case RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS: {
//新短信
SmsMessage sms;
sms = SmsMessage.newFromCMT(a);
if (mGsmSmsRegistrant != null) {
//发送短信通知
mGsmSmsRegistrant.notifyRegistrant(new AsyncResult(null, sms, null));
}
break;
}
case RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS_STATUS_REPORT:
//短信报告
mSmsStatusRegistrant.notifyRegistrant( new AsyncResult(null, ret, null));
break;
}
}
}
上面代码只挑出部分消息的处理代码，从中可以看到，URC消息的处理要经过两个switch语句的处理：
A、第一个switch：
根据不同的消息码 对数据进行初步解析，得到上报的有效数据。
responseVoid：当前消息的附带数据为空。
responseString：当前消息的附带数据为String型，需要得到String。
responseInts:当前消息的附带数据为int型的数组，需要得到这个数组。
B、第二个switch
在这个switch语句中针对不同的消息码用刚刚得到的有效数据进行不同的处理，主要就是调用相应的管理者去做相应的通知。
4.2.2、非URC消息处理流程
private RILRequest processSolicited (Parcel p) {
RILRequest rr;
//得到当前的RILRequest对象，然后从mRequestList中将其删除
rr = findAndRemoveRequestFromList(serial);
//得到RIL上报的数据
switch (rr.mRequest) {
case RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS: ret = responseIccCardStatus(p); break;
case RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PIN: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PUK: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PIN2: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PUK2: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_CHANGE_SIM_PIN: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_CHANGE_SIM_PIN2: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_ENTER_NETWORK_DEPERSONALIZATION: ret = responseInts(p); break;
case RIL_REQUEST_GET_CURRENT_CALLS: ret = responseCallList(p); break;
case RIL_REQUEST_DIAL: ret = responseVoid(p); break;
case RIL_REQUEST_GET_IMSI: ret = responseString(p); break;
case RIL_REQUEST_HANGUP: ret = responseVoid(p); break;
case RIL_REQUEST_HANGUP_WAITING_OR_BACKGROUND: ret = responseVoid(p); break;
........
default:
throw new RuntimeException("Unrecognized solicited response: " + rr.mRequest);
}
//对PUK的两个消息需要单独的通知其管理者
switch (rr.mRequest) {
case RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PUK:
case RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PUK2:
if (mIccStatusChangedRegistrants != null) {
mIccStatusChangedRegistrants.notifyRegistrants();
}
break;
}
//将返回值返回给当初的请求者，由请求者去决定如何处理数据
if (rr.mResult != null) {
AsyncResult.forMessage(rr.mResult, ret, null);
rr.mResult.sendToTarget();
}
return rr;
}
在非URC消息的处理流程中，同样要先得到RIL层上报的有效数据，但是得到数据之后并不像URC消息那样主动的去通知相应的管理者去做通知，而是需要根据当前消息的mResult把有效数据发送给当初的发送者，由发送者自己去处理消息。
以上就是Framework中的RILJ消息处理流程。
下面贴出流程图：
